اسید سولفونیک آلکیل‌بنزن خطی LABSA

پیش‌گفتار

اسید سولفونیک آلکیل بنزن خطی، که عموماً با نام اختصاری LABSA شناخته می‌شود، یکی از ترکیبات کلیدی  صنایع شیمیایی، به‌ویژه در حوزۀ شوینده‌ها و مراقبت خانگی است. این ماده، به عنوان یکی از پرمصرف‌ترین سورفکتانت‌های آنیونی در جهان، مادۀ اصلی پودر لباس‌شویی، مایع ظرف‌شویی و شمار دیگری از مهم‌ترین ترکیبات شیمیایی است.

LABSA چیست؟

اسید سولفونیک آلکیل بنزن خطی که در واژه‌شناسی عام صنعت آرایشی، گاهی به‌نام LABSA، گاهی‌ به‌نام LABS و گاهی به‌نام اسید سولفونیک شناخته می‌شود،  ترکیب آلی سولفوردار با فرمول عمومی R-C₆H₄-SO₃H است، که در آن R یک گروه آلکیل خطی (معمولاً با 11 تا 14 اتم کربن) است. این ماده به صورت مایعی ویسکوز، معمولاً به رنگ قهوه‌ای تیره، با بوی مشخص و خاصیت اسیدی قوی تولید می‌شود.

فرآیند تولید  LABSA

تولید LABSA عمدتاً از طریق فرآیند سولفوناسیون آلکیل بنزن خطی  یا LAB انجام می‌شود. در این فرآیند،  LAB (که خود از واکنش بنزن و اولفین‌های خطی مثل پارافین تولید می‌شود) با یک عامل سولفوناسیون قوی، همچون تری‌اکسید گوگرد  (SO₃) یا اولئوم وارد واکنش می‌شود. این واکنش منجر به اتصال گروه سولفونیک اسید (-SO₃H) به حلقه بنزنی مولکول LAB شده ومولکول LABSA شکل می‌گیرد.

ساختار شیمیایی اسید سولفونیک (LABSA)

کنترل دقیق شرایط واکنش مانند دما و نسبت مواد اولیه برای دستیابی به محصولی با کیفیت بالا و ناخالصی کم ضروری است.

چه ویژگی‌هایی کیفیت LABSA را تعیین می‌کنند؟ در خرید اسید سولفونیک از برندهای مختلف باید به چه ویژگی‌هایی توجّه کرد؟

پرسشی که در خرید و یا استفاده از سولفونیک اسید مطرح است این است که اصلی‌ترین خواصی که کیفیت محصولات برندهای مختلف را متمایز می‌کند چیست و باید به چه ویژگی‌هایی در آنالیز و یا برگۀ اطلاعات فنّی این محصول توجّه داشت؟

در حقیقت، هر پارامتر در TDS نشان‌دهنده ویژگی خاص از ترکیب است که می‌تواند بر فرآیند تولید، کیفیت محصول نهایی، پایداری فرمولاسیون و حتی ایمنی تأثیر بگذارد.

مهم‌ترین ویژگی‌های LABSA که باید در TDS بررسی شوند

در ادامه به برخی از حیاتی‌ترین پارامترهایی که معمولاً در TDS برای LABSA ذکر می‌شوند و اهمیت هر یک می‌پردازیم:

ماده فعال

درصد اکتیو، اصلی‌ترین پارامتر تعیین‌کنندۀ قیمت اسید سولفونیک اسید. عموماً اسید سولفونیک تجاری با اکتیو 96% درصد یا 90% عرضه می‌شوند. این ویژگی، شاخص اصلی قدرت و غلظت سورفکتانت است. مقدار بالاتر ماده فعال به معنای کارایی بیشتر و نیاز به مقدار کمتر در فرمولاسیون است. اطمینان از مطابقت این مقدار با مشخصات مورد نیاز، برای کنترل هزینه و عملکرد ضروری است.

لازم به‌توضیح است که در برگۀ مشخصات فنّی که هر تولیدکننده برای محصول خود منتشر می‌کند، عموماً درصد اکتیو به‌صورت بازه‌ای با خطای 1 تا 2 % مشخّص شده‌است. مثلاً درصد اکتیو اسید سولفونیک در عموم TDS ها به‌صورت 96 ±1% گزارش می‌شود. نکته‌ای که بسیاری از مصرف‌کنندگان به آن بی‌توجّهی می‌کنند این است که اگر انحراف معیار محدودۀ اکتیو کوچک‌تر باشد، احتمال ثبات فرمولاسیون تولیدی خود و اطمینان از حصول حدّاقل اکتیو، بالاتر خواهد بود.

ماده غیر سولفونه (Unsulfonated Matter / Free Oil):

همان‌طور که در پیش‌تر عنوان شد، LABSA حاصل فرآیند سولفوناسیون LAB است. پارامتر مادۀ غیرسولفونه  نشان‌دهنده میزان آلکیل بنزن خطی است که در فرآیند سولفوناسیون واکنش نداده و به صورت روغن آزاد در محصول باقی مانده است. منطقاً مقادیر بالای ماده غیر سولفونه نامطلوب است زیرا:

• • غلظت ماده فعال را کاهش می‌دهد.
  • می‌تواند باعث ایجاد کدورت یا دوفازی در محصول نهایی (به خصوص مایعات شفاف) شود.
  • گاهی نشان‌دهنده راندمان پایین فرآیند تولید است.

امّا گاهی اوقات، میزان بالای روغن آزاد ناگزیر با افزایش ویسکوزیته و بهبود رنگ محصول همراه است که باوجود این‌که نشان از بازدهی پایین واکنش است، تولیدکنندگان از آن استقبال می‌کنند. در بیشتر نمونه‌های تجاری، میزان روغن آزاد کم‌تر 2.5 درصد است.

اسید سولفوریک آزاد  (Free Sulfuric Acid / % Free H₂SO₄):

میزان اسید سولفوریک آزاد، درصد اسید سولفوریک باقیمانده از فرآیند سولفوناسیون را نشان می‌دهد که خنثی نشده است. میزان بالای اسید سولفوریک آزاد می‌تواند:

• • باعث افزایش خورندگی محصول شود.
  • بر pH نهایی محصول پس از خنثی‌سازی تأثیر بگذارد.
  • نشان‌دهنده کنترل ضعیف فرآیند تولید یا تجزیه محصول باشد.

طبیعتاً مقادیر پایین این پارامتر مطلوب‌تر است. در بیشتر نمونه‌های صنعتی، میزانی اسید سولفوریک آزاد کمتر از 2 یا 1.8 درصد است.

رنگ (color):

رنگ LABSA معمولاً با استفاده از مقیاس‌های استاندارد مانند Klett (کِلِت) و گاهی  Gardner  (گاردنر) اندازه‌گیری می‌شود. در بازار شوینده و آرایشی-بهداشتی، رنگ اسید عموماً با معیار کلت عنوان می‌شود.  رنگ محصول از یک‌سو می‌تواند شاخصی از خلوص و کیفیت فرآیند تولید باشد و از سوی دیگر بر شفافیت و رنگ محصول نهایی تولیدی با اسید سولفونیک نیز اثرگذار خواهد بود.

• • عموماً رنگ روشن‌تر یعنی عدد کلت پایینتر ارجح است. این ویژگی به خصوص برای تولید شوینده‌های مایع شفاف یا محصولاتی که رنگ محصول در آن‌ها مهم است، ویژگی تعیین کننده‌ای است.
  • رنگ تیره ممکن است نشان‌دهنده وجود ناخالصی‌ها، اکسیداسیون یا دمای بالای فرآیند باشد.

رنگ مناسب اسید سولفونیک برای بسیاری از تولیدکنندگان عددی کوچک‌تر از 20 کلت است.

میزان آب  (Water Content / % Moisture)  یا رطوبت:

این پارامتر درصد رطوبت موجود در LABSA را نشان می‌دهد. اگرچه LABSA معمولاً محصولی با ویسکوزیته بالا و تقریباً بدون آب است، اما مقدار میزان رطوبت بر موارد زیر اثرگذار است:

• • غلظت دقیق ماده فعال (باید در محاسبات لحاظ شود).
  • ویسکوزیته و خواص جابجایی محصول.

عموماً مقدار آب در محصولات تجاری کوچک‌تر از 0.5 درصد است.

در مجموع می‌توان این‌گونه عنوان کرد که برگه اطلاعات فنی (TDS)  ابزاری ضروری برای ارزیابی کیفیت اسید سولفونیک آلکیل‌بنزن خطی است. توجه دقیق به پارامترهای کلیدی مانند ماده فعال، ماده غیر سولفونه، اسید سولفوریک آزاد، رنگ و میزان آب به مصرف‌کننده کمک می‌کند تا محصولی سازگار و با کیفیت بالا را انتخاب کنید که نیازهای فرمولاسیون مورد نظرش را برآورده سازد.

ویژگی‌های عملکردی LABSA  

در ادامه به برخی از مهم‌ترین ویژگی‌های LABSA می‌‌پردازیم که این ماده را به ترکیب ارزشمندی در بسیاری از صنایع تبدیل کرده‌است.

• • قدرت شویندگی بالا: اسید سولفونیک پس از خنثی‌سازی (معمولاً با سود سوزآور یا سایر قلیاها همچون تری‌اتانول آمین) به LAS یا آلکیل‌بنزن سولفونات خطی تبدیل می‌شود. این ماده با کاهش کشش سطحی آب، به نفوذ بهتر آب در الیاف و سطوح کمک کرده و باعث جدا شدن چربی‌ها و آلودگی‌ها می‌شود. این قدرت تمیزکنندگی و شویندگی قابل توجّه سبب شده‌است که اسید سولفونیک به مادّه‌ای کلیدی در فرمولاسیون پودر لباس‌شویی، رخت‌شویی و همین‌طور انواع مایع ظرفشویی و البته سایر شوینده‌ها مبدّل شود.
  • کف‌کنندگی مطلوب: یکی از ویژگی‌های بارز LABSA توانایی ایجاد کف پایدار و مطلوب در محصولات شوینده است که برای بسیاری از مصرف‌کنندگان اهمیت دارد. البته کف‌کنندگی به‌طور مستقیم با پاک‌کنندگی مرتبط نیست امّا از منظر بسیاری از مصرف‌کنندگان، کف مناسب نشان‌دهندۀ پاک‌کنندگی بالاست. ازاین‌روی، اسید سولفونیک، سورفکتانت مناسبی در کاربردهای شوینده به‌شمار می‌رود.
  • زیست تخریب‌پذیری: یکی از مهم‌ترین مزایای LABSA نسبت به نسل قبلی شوینده‌هایی چون اسید سولفونیک شاخه‌دار، زیست تخریب‌پذیری بالای این ترکیب است. زنجیره آلکیل خطی در LABSA به راحتی توسط میکروارگانیسم‌ها در محیط زیست تجزیه می‌شود و مشکلات زیست‌محیطی کمتری ایجاد می‌کند.
  • مقرون به صرفه بودن: دستر‌س‌پذیری بالا و فرآیند تولید نسبتاً آسان سبب می‌شود که اسید سولفونیک، یکی مقرون‌به‌صرفه‌ترین سورفکتانت‌های مصرفی در صنعت شوینده و آرایشی-بهداشتی به‌شمار رود.
  • سازگاری: این ماده با طیف وسیعی از مواد اولیه مورد استفاده در فرمولاسیون شوینده‌ها مانند آنزیم‌ها، بیلدرها، اصلاح‌کننده‌های رئولوژیکی و سایر سورفکتانت‌ها سازگاری خوبی دارد و از این منظر به‌راحتی فرموله می‌شود.

کاربردهای اصلی LABSA

صنعت شوینده و پاک‌کننده (مهم‌ترین کاربرد)

• • پودرهای لباسشویی: اسید سولفونیک خنثی‌‌شده، اصلی‌ترین سورفکتانت مصرفی در پودر لباس‌شویی در دنیا است که وظیفۀ اصلی پاک‌کنندگی پارچه و الیاف را بر عهده دارد.
  • مایعات ظرفشویی:  LABSA (البته خنثی‌شده) به‌دلیل قدرت چربی‌زدایی و کف‌کنندگی خوب، پاک‌کنندۀ اصلی فرمولاسیون مایعات ظرف‌شویی در سراسر دنیا به‌شمار می‌رود.
  • مایعات لباسشویی: در فرمولاسیون مایعات لباسشویی نیز به عنوان سورفکتانت اصلی یا کمکی استفاده می‌شود.
  • پاک‌کننده‌های چندمنظوره خانگی: در تولید انواع اسپری‌ها و مایعات تمیزکننده سطوح، شیشه‌شوی‌ها و پاک‌کننده‌های سرویس بهداشتی کاربرد دارد.
  • پاک‌کننده‌های صنعتی: در تولید شوینده‌های قوی برای مصارف صنعتی، کارواش‌ها و تمیز کردن تجهیزات به‌کار گرفته می‌شود.

صنعت نساجی

• • عامل مرطوب‌کننده: به نفوذ بهتر آب و مواد شیمیایی دیگر (مانند رنگ‌ها) به درون الیاف پارچه کمک می‌کند.
  • عامل شستشو و چربی‌گیری: برای حذف ناخالصی‌ها، روغن‌ها و واکس‌های طبیعی یا مصنوعی از روی الیاف قبل از رنگرزی یا تکمیل استفاده می‌شود.
  • عامل کمکی در رنگرزی: به پخش یکنواخت رنگ و افزایش جذب آن توسط پارچه کمک می‌کند.

صنعت کشاورزی

عامل امولسیون‌کننده و پخش‌کننده: در فرمولاسیون سموم دفع آفات نباتی (آفت‌کش‌ها، قارچ‌کش‌ها، علف‌کش‌ها) به کار می‌رود تا به حل شدن یا پخش شدن ماده مؤثره در آب کمک کرده و پوشش‌دهی بهتری روی سطح گیاه ایجاد کند. این امر باعث افزایش کارایی سموم می‌شود.

صنعت چرم‌سازی

عامل مرطوب‌کننده و چربی‌زدا: در مراحل آماده‌سازی پوست خام، برای کمک به حذف چربی‌های طبیعی و افزایش نفوذ آب و سایر مواد شیمیایی به کار می‌رود.

صنایع دیگر

• • امولسیون پلیمر: به عنوان امولسیفایر در فرآیندهای پلیمریزاسیون امولسیونی کاربرد دارد.
  • صنایع رنگ و پوشش: گاهی به عنوان عامل پخش‌کننده رنگدانه‌ها استفاده می‌شود.
  • صنعت نفت و گاز: در برخی فرمولاسیون‌های مورد استفاده در فرآیندهای ازدیاد برداشت نفت (EOR) یا سیالات حفاری به کار گرفته می‌شود.

نکات ایمنی و نگهداری

به دلیل خاصیت اسیدی و خورندگی   LABSA،  رعایت نکات ایمنی هنگام کار با آن الزامی است:

• استفاده از تجهیزات حفاظت فردی (PPE) شامل دستکش مقاوم در برابر اسید، عینک ایمنی یا شیلد صورت و لباس کار مناسب.
• نگهداری در مخازن مقاوم به خوردگی (مانند فولاد ضد زنگ یا پلاستیک‌های خاص).
• انبارش در مکانی خشک، خنک و با تهویه مناسب، دور از مواد قلیایی، اکسیدکننده‌ها و منابع حرارتی.
• جلوگیری از تماس مستقیم با پوست، چشم و استنشاق بخارات آن.

جمع‌بندی

اسید سولفونیک آلکیل بنزن خطی،  بدون شک یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین مواد شیمیایی در  صنایع شوینده و آرایشی-بهداشتی است. نقش محوری این ماده به عنوان ماده اولیه اصلی در صنعت شوینده‌ها، همراه با مزایایی چون کارایی بالا، قیمت مناسب و زیست تخریب‌پذیری، جایگاه ویژه‌ای به آن بخشیده است. در این مقاله کوشیدیم که با ارائۀ مهم‌ترین ویژگی‌ها، خواص و کاربردهای اسید سولفونیک، به درک صحیحی از این ماده برسیم. طبیعتاً آگاهی از این ویژگی‌ها، چه در هنگام مصرف و چه در هنگام انتخاب و خرید این محصول کمک‌کننده خواهد بود.

شیمی‌ پویش هوشمند با درک اهمیت استراتژیک اسید سولفونیک یا LABSA، متعهد به تامین این ماده با بالاترین استانداردهای کیفی برای مشتریان گرامی در صنایع مختلف است. ما آماده‌ایم تا با ارائه مشاوره فنی و محصولات مرغوب، در موفقیت کسب و کار شما سهیم باشیم.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد مشخصات فنی، قیمت و شرایط فروش LABSA، لطفاً با واحد فروش شیمی‌پویش هوشمند (کمارت) تماس حاصل فرمایید.